Эксплуатационные скважины для освоения месторождений Западной Сибири

Во всех других интервалах допускается коррекция ствола скважины с пространственной интенсивностью искривления 1,50/10м.

3. Интенсивность изменения параметров кривизны в интервале установки ЭЦН не должна превышать 21/10 м с учетом погрешностей применяемых в измерительных системах.

4. Контрольный замер в интервалах указанных в п.1 необходимо производить не менее двух раз разными инклинометрическими приборами.

5 Интервалы, где зенитный угол составляет менее 20 градусов пространственную интенсивность кривизны определять только интенсивностью изменения зенитного угла, который не должен превышать 1,5 град. /10м, так как практический анализ работы скважинного оборудования показал, что их МРП при зенитных углах до 20 градусов не зависит от изменений ствола скважины по азимуту.

С 1999 года в компании ЮКОС принята программа по интенсификации добычи нефти (ИДН). Она рассчитана на эксплуатацию фонда скважин, оборудованных УЭЦН. Программа интенсификации добычи нефти была начата в марте - апреле 1999 года. В основу программы положена компьютерная программа компании "Шлюмберже" Performance Well, позволяющая на базе промысловых материалов смоделировать работу пласта и оценить потенциальные возможности скважины. Задачей программы ИДН является снижение пластового давления до минимально возможного, тем самым достигаются условия для максимальной производительности скважины. Следует отметить, что на основании "Методики построения цифровой геологической модели нефтяных месторождений с использованием компьютерных технологий" ТомскНИНПИНефть, был проведен анализ разработки ряда нефтяных месторождений ОАО "Томскнефть" и установлено, что при уменьшении времени работы (жизни) скважины за счет интенсификации, значения КИН не уменьшаются.

Расчет скважинного оборудования производится по компьютерной программе Wellflo-ESP, которая проводит анализ возможностей скважины и выдает рекомендации по подбору насосного оборудования.

В связи с названными выше особенностями работы скважины в интенсивных условиях добычи нефти появляются особенности эксплуатации насосных установок, такие как:

Насос устанавливается над перфорацией, следовательно необходимы большие напоры.

Забойное давление ниже давления насыщения, поэтому насос перекачивает газированную жидкость. Следовательно необходимы высокопроизводительные газосепараторы и увеличенная в два раза подача насоса.

Значительные перепады давления в призабойной зоне пласта повлекли вынос песка из пласта.

Зона установки насоса обладает повышенной температурой (62-96°)

Технические условия профиля скважины не ограничивали интенсивность кривизны в интервалах сегодняшней установки УЭЦН. (20I /100 м зенитного угла и З град/100 м азимутального угла).

С начала реализации программы ИДН были произведены расчеты параметров 618 скважин-кандидатов по программе "Шлюмберже" Performance, для подбора насосного оборудования по программе,Wellflo - ESP просчитаны 470 скважин, из них были отклонены по инклинометрии, угрозы прорыва вод, тех. состояния эксплуатационных колонн 22 скважины. По низким характеристикам пласта - 97 скважин.

Были произведены работы на 305 скважинах, в работе 260 скважин. Соотношение. чающих скважин по программе ИДН к общему дающему фонду УЭЦН в ОАО "Томскнефть" (694 скв) составляет 37,5%.

Дебиты увеличились с начала проекта с 23,3 т/сут до 36,4 т/сут, тем самым прирост составил 13,1 т/сут или 56% от базового дебита. При этом обводненность выросла с 24% до 26%.

Динамические уровни доведены с 827 метров до интенсификации до 1306 метров после проведения работ.

Дополнительная добыча с начала реализации программы ИДН на 1.02.00г. составила 515,6 тыс. тонн. (238,708-СН, 276,891-ВН).

Указанные выше особенности эксплуатации УЭЦН выявили множество недостатков в работе по подготовке ствола скважины, подготовке оборудования, эксплуатации скважин, а также несоответствия серийных установок к такому режиму работы.

Для достижения расчетных параметров необходимы высоконапорные ЭЦН, что влечет за собой повышение мощности погружных двигателей и увеличение габаритов УЭЦН в целом.

Возникают трудности с расположением УЭЦН в эксплуатационной колонне скважины, где интенсивность кривизны не соответствует современным требованиям к профилю скважины в интервалах установки УЭЦН. (21/10 м зенитного угла и З0/100 м азимутального угла).

Увеличение температуры в зоне подвески УЭЦН, повышение содержания свободного газа, увеличения содержания механических примесей в перекачиваемой жидкости из-за большой депрессии на пласт, неподготовленность оборудования послужило основными причинами большинства отказов оборудования данной программы.

В 1999 году в ОАО "Томскнефть" произошло 318 отказов УЭЦН, отработавших до 180 суток, из них по программе ИДН - 134 или 42,1%.

Отказы УЭЦН, эксплуатируемых по программе ИДН произошли по следующим причинам:

Механические примеси-41,8%.

Отказы и аварии, произошедшие из-за несоответствия кривизны - 15,6%

Механические повреждения кабеля - 9%.

Необеспечение притока - 9%.

Некачественная подготовка скважины - 8,2%.

Заводской брак - 7,5%

Негерметичность лифта - 3,7%.

Прочие-1,5%

Из изложенного выше следует, что к профилям бурящихся скважинам на Игольско-Таловом месторождении предъявляются жесткие требования. Для нормальных условий эксплуатации скважин с применением погружного оборудования (ЭЦНУ) в описанных интервалах интенсивность пространственного искривления не должна превышать 20 мин/100 м, согласно программы ИДН в интервале выше участка перфорации (2660 - 2760 м) требования те же. По всей длине ствола интенсивность не должна превышать 1,5 град/ 10 м.

Вследствие этого встает вопрос о необходимости учесть эти условия, предъявляемые к скважинам, ещё в процессе проектирования профилей наклонно направленных скважин и выделение этих интервалов как спецпрофилей, с жесткими требованиями по пространственному искривлению к ним.

Базовой технологией, при строительстве скважин на Игольско-Таловом месторождении с отходом более 700 м, предусмотрена реализация четырех интервального профиля скважины. При этом четвертый интервал, на котором находятся два последних спецпрофиля, имеет пространственную интенсивность порядка 3 - 5 град / 100 м, что не приемлемо.

Необходимым условиям может удовлетворять пяти интервальный профиль, при этом первые два спецпрофиля находятся на третьем интервале (стабилизации зенитного угла), а последние два спецпрофиля находятся на пятом интервале (второй вертикальный участок или интервал с зенитным углом близким к 00). Интенсивность пространственного искривления на интервалах спецпрофилей может не превышать необходимых значений.

Первый интервал пяти интервального профиля - вертикальный, его глубина зависит от ранее пробуренных скважин на кусте. Но, так как проектируется только одна скважина, то его глубина принимается условной и равной 100 м.

На втором интервале набираются необходимые параметры кривизны, проектный азимут и зенитный угол, для чего в скважине работа ведется отклоняющей компоновкой, предложенной в разделе 2.11 В компоновке применяется забойная измерительная система "СИБ - 1", которая необходима для оперативного контроля параметров кривизны ствола скважины. Его применение обусловливается рядом требований. Запрещается производить спуск "СИБ - 1" при:

несоответствие параметров бурового раствора требованиям ГТН;

наличие в скважине интервалов с затяжками и посадками;

несоответствие подачи бурового насоса диаметру заслонки в генераторе "СИБ - 1".

На третьем интервале необходима фиксация полученных параметров кривизны, для чего предлагается применение жесткой компоновки, как на интервале бурения кондуктора, так и на интервале под эксплуатационную колонну.

Практика ведения буровых работ на месторождении показывает, что использование КНБК с полноразмерным калибратором, стабилизирующей коронки СТК с диаметром 0,214 м и секции УБТ - 178 при выходе из-под кондуктора позволяет фиксировать заданные параметры. Первые два спецпрофиля, находящиеся на третьем интервале, как правило, имеют требуемую интенсивность искривления.

Помимо этого, на третьем интервале, при условии невыхода на проектные зенитный угол и азимут при наборе параметров в кондукторе, возможно проведение правок отклоняющей компоновкой или работа неориентируемыми компоновками с выявленными закономерностями искривления скважины. Единственное исключение - это невозможность работы ими в интервалах спецпрофилей.

В последнее время на Игольско-Таловом месторождении широкое применение получило долото 8 1/2 MF - 15 фирмы "Смитт", предназначенное для бурения в мягких и средних по крепости породах согласно промысловой классификации. Его использование в сочетании с винтовым забойным двигателем, таким как Д 2 - 195 или ТНВ - 195 позволяет добиваться показателей проходки на долото на последних интервалах бурения, порядка 600 - 700 м. Применение долота в с ВЗД ряд неоспоримых преимуществ перед использованием базовой технологии: долота типа ГВ и высокооборотного турбобура. Так как проходка на долото в 4 - 6 раз выше, то сокращается время ПЗР, конкретно на СПО и смену долота, при вскрытии продуктивного горизонта использование ВЗД дает низкий показатель динамической фильтрации бурового раствора, что позволяет минимизировать вредное воздействие фильтрата на продуктивный объект и в большей степени сохранить коллекторские свойства пласта, себестоимость 1 м проходки становится ниже. Расчет экономической эффективности применения этого долота на Игольско-Таловом месторождении приведен в приложении Е.

Требуемые ограничения при эксплуатации - запрещение проработки ствола скважины и необходимость шаблонировки ствола после 48 часов работы, то есть компоновка должна быть поднята на дневную поверхность или на 50 м выше башмака кондуктора.

Таким образом, последние два интервала пяти интервального профиля реализуются с применением долота MF - 15. На четвертом интервале проектируемой скважины необходимо добиться интенсивного снижения зенитного угла с 270 45I до значений близких к 00. Интенсивность искривления скважины по зенитному углу должна быть порядка 110/100 м. Добиться таких значений возможно применяя компоновку с диаметром наддолотного калибратора 0,214 м и КНБК предложенной в разделе 2.11 Данные приведены исходя из практического опыта работ на площади Игольско-Талового месторождения.

После получения значений зенитного угла скважины близкого или равного 00, их необходимо зафиксировать. В этом случае необходимо применение жесткой компоновки, включающей в себя секции УБТ и ТБПВ в низу КБТ (см.2.10). Наддолотный калибратор применяется тот же.

В процессе бурения необходимо осуществлять контроль за показателями кривизны скважины. Для этого на скважине партией геофизиков проводятся инклинометрические замеры. При наборе параметров кривизны по требованию технолога регулярно делаются замеры, как правило, через 25 - 50 м проходки. В конце бурения кондуктора, после завершения первого долбления при бурении под эксплуатационную колонну и интервалах спецпрофилей замеры производятся двумя приборами. Для проведения замеров пользуются инклинометрами ИОН - 1 и ИМММ - 73, которые имеют малую погрешность измерения (± 15 мин) и удобны в использовании, так как они применяются с компьютерной техникой в сочетании с печатными устройствами: принтерами или РИДами. Замер обязателен, если интервал непромера более 300 м.

После получения результатов работы инклинометрической партии технологом осуществляется обработка данных о кривизне скважины. Для этого применяются компьютерные навигационно-аналитические программы, такие как KPS и ARM to, которые рассчитывают реальное расположение профиля скважины, критические значения параметров, при которых скважина входит в круг допуска, а также предложения по выбору компоновок для следующего долбления. Помимо этого в программе может быть установлена база данных о проведении других скважин, что помогает технологу при работе.

Таким образом пяти интервальный профиль, удовлетворяющий условиям нормальной эксплуатации глубинного оборудования реализуется с меньшими затратами и количество рейсов отклоняющей компоновки в идеализированных условиях уменьшается до одного, что снижает себестоимость бурения.

Заключение

В ходе выполнения данной работы на тему "Совершенствование профилей наклонно направленных скважин и технология их реализации на Игольско-Таловом месторождении" приведены расчеты и обоснования по всем вопросам освещенным в ней.

Приведены развернутые географо-экономические характеристики района работ, характеристики нефтегазоносности района работ, геологические условия разреза.

Обоснован выбор турбинного способа бурения, одноколонная конструкция скважины и пяти интервальный профиль. Разработаны режимы бурения для всех интервалов: приведено обоснование класса и типоразмера долот, расчет осевой нагрузки на долото, расчет частоты вращения долота, обоснован выбор очистного агента и расчет его необходимого расхода, приведена рецептура бурового раствора. Обоснован выбор забойных двигателей, произведен гидравлический расчет промывки скважины, приведено обоснование критериев рациональной отработки долот. Разработаны мероприятия по предупреждению осложнений и аварий при сооружении скважины, спроектированы и обоснованы компоновки бурильных колонн, приведен их расчет. Спроектирована конструкция обсадных колонн из условия равнопрочности по длине, приведен расчет параметров цементирования, обоснована технология крепления и цементирования. Подробно освещен вопрос освоения скважины, выбор и обоснование буровой установки.

В части описывающей вспомогательные цехи и службы дана характеристика ремонтной и энергетической баз, водоснабжения и приготовления раствора. Также транспортного сообщения, связи и диспетчерской службы, культурно-бытового обслуживания.

В четвертой части описаны вопросы безопасности жизнедеятельности и конкретно безопасности в рабочей зоне, охраны окружающей среды, действия при чрезвычайных ситуациях.

В организационно-экономической части описаны структура и организационные формы работы предприятия СФ ЗАО "ССК", проведен анализ ТЭП и баланса рабочего времени, предложен план организационно-экономических мероприятий по повышению ТЭП, определена нормативная продолжительность строительства скважины, приведены расчеты экономической эффективности разработанных ОТМ.

В части описывающей спецвопрос подробно рассмотрена проблема соответствия профиля скважины требуемым условиям нормальной эксплуатации глубинного оборудования (ЭЦНУ) в добывающих скважинах, предложения по совершенствованию базовой технологии.

Литература

1. Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: в 4 кн. - 2-ое изд., перераб. и доп. - М: Недра, 1996. - 361 с.

2. Соловьев Е.Н. Заканчивание скважин: Учебник. - М: Недра, 1979. - 303 с.

3. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности. - М.: Госгортехнадзор, 1998. - 160 с.

4. Иогансен К.В. Спутник буровика: Справочник. - М.: Недра, 1990. - 302с.

5. Рязанов В.И. Направленное бурение глубоких скважин: Практическое пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 1999-84 с.

6. Чубик П.С. Практикум по промывочным жидкостям. - Томск: Изд. ТПИ, 1991. - 100 с.

7. Исайченко А.И., Демихов В.С. Гидравлические забойные двигатели: - М: Недра, 1987 - 209 с.

8. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении. - М: Недра, 1987-340 с.

9. Долговечность шарошечных долот. - М.: Недра, 1992. - 266 с.

10. Ясов В.Г., Мыслюк М.А. Осложнения в бурении: Справочное пособие. - М.: Недра, 1991. - 333 с.

11. Рязанов В.И. Баранов А.Н., Борисов К.И. Расчет бурильной колонны: Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 1996-68 с.

12. Инструкция по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин. - М: ВНИИТнефть, 1997 - 194 с.

13. Редутинский Л.С. Расчет параметров цементирования обсадных колонн: Практическое пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 1997-47 с.

14. Композит каталог нефтегазовое оборудование и услуги. Под ред. Красина В.Ю., Бондаря А.В. и Яснева Г.Н. - М.: Изд. Топливо и энергетика, 2000. - 587с.

15. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник. - М: Недра, 1988. - 359 с.

16. Лукьянов В.Т., Воевода Р.Б. Заканчивание скавжин. - М.: Недра, 1987. - 205 с.

17. Булатов А.И., Качмаров С.Н. Освоение скважин: Практическое пособие. -М: Недра, 1999. -472 с.

18. Элияшевский Н.В. и др. Типовые задачи и расчеты в бурении. - М: Недра, 1982. - 296 с.

19. Воевода А.Н. и др. Монтаж оборудования при кустовом бурении скважин. - М.: Недра, 1987. - 205 с.

20. Ширков А.И. Охрана труда в геологии. - М.: Недра, 1990. - 235 с.

21. Охрана окружающей среды / Под ред. Брылова С.А. - М.: Высшая школа, 1985. - 272 с.

22. ПБ-10-14-92 "Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов" - М: Госгортехнадзор, 1992.

23. Инструкция по составлению проектно-сметной документации на строительство нефтяных и газовых скважин. - М: Госстрой СССР, 1991.

24. Сборник единых районных расценок на строительные конструкции и работы № 32. Скважины на нефть и газ. Часть III Бурение и испытание на продуктивность скважин. Приложение. - М. Недра, 1991. -176 с.

25. Шаповалов А.Г. Проектирование и финансирование строительства нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1991. - 100 с.